串联还是并联：两只小灯泡的两种接法

两只小灯泡接进同一个电路，只有两种接法：让电流走一条路，或者让它走两条路。前者叫串联，后者叫并联。这个实验不靠背定义，靠拧灯泡——拧下其中一只，另一只是灭是亮，接法立刻现形。

课本上「串联电流处处相等」「并联各支路两端电压相等」这两句话，学生背得出，用不上。原因通常是没有亲手把同样两只灯换过两种接法，也就没见过两种接法差在哪里。

安全提醒（先读这一段）

• 全程只用干电池（1.5 V 一节，最多串两节）。任何情况下都不要拿家庭电路的插座做接线实验。
• 绝不能用导线把电池正负极直接连起来。那是短路，导线和电池会迅速发烫，能烫伤手，也可能让电池漏液。
• 每次改接线之前，先把开关断开或者取下一节电池。带电改线容易误碰成短路。
• 小灯泡的额定电压要和电池匹配。2.5 V 的小灯泡最多接两节干电池，接三节以上会烧掉灯丝。

材料与器材

• 干电池 2 节 + 电池盒（一节也能做，两节现象更明显）；
• 规格相同的小灯泡 2 只（2.5 V，0.3 A 那种）+ 灯座 2 个；
• 开关 1 个；
• 带鳄鱼夹的导线 6～8 根；
• 有条件的话，加一只电流表（0～0.6 A 量程）。没有也能做，靠亮度和拧灯泡就足够得出结论。

操作步骤

1. 先接串联。从电池正极出发，接到开关，再接到 L1，从 L1 接到 L2，最后回到电池负极。整条线路首尾相接，中间没有任何分叉。
2. 闭合开关，记下两只灯的亮度。跟只接一只灯时比一比。
3. 拧下 L2（或者把 L2 从灯座上取下来），看 L1 还亮不亮。看完拧回去。
4. 改接并联。断开开关。从电池正极接到开关，再引到一个分叉点；从分叉点分出两条支路，一条接 L1，一条接 L2；两条支路的另一端汇合，一起回到电池负极。
5. 闭合开关，再记一次两只灯的亮度，和刚才串联时的亮度对照。
6. 再拧下 L2，看 L1 这次亮不亮。
7. 有电流表的话，把它依次串在并联电路的干路上、L1 支路上、L2 支路上各测一次，记下三个读数。

现象记录

两节干电池、两只 2.5 V 小灯泡，做出来大致是这样：

• 串联：两只灯都亮，但都偏暗，明显比只接一只灯时暗；两只灯的亮度一样。
• 串联时拧下 L2：L1 立刻灭。整条路断了，电流无处可走。
• 并联：两只灯都亮，而且都比串联时亮得多，接近只接一只灯时的亮度。
• 并联时拧下 L2：L1 照常亮，亮度几乎没变。

接了电流表的话，并联电路的三个读数会呈现这样的关系（数值随灯泡和电池而变，关系不变）：

串联电路把电流表插到哪一段，读数都一样，这就是「电流处处相等」。这一条最好让学生自己插三次电流表验证，而不是听老师说一遍。

原理解释：一条路和两条路

串联是把用电器一个接一个地连成一条通路，中间没有分支。电流只有一条路可走，所以流过每一只灯的电流完全相同：

I = I₁ = I₂

电源的电压则被两只灯分掉了，各分一部分，加起来等于总电压（U = U₁ + U₂）。两只相同的灯各分一半，所以每只灯都比单独接时暗。

并联是把用电器的两端分别接在同样的两个点上，每只灯各自成一条支路。两只灯两端的电压都等于电源电压：

U = U₁ = U₂，  I = I₁ + I₂

每只灯都拿到了完整的电压，所以都亮；干路上的电流是两条支路的总和，所以电池消耗得更快。

拧灯泡这一步，其实是在验证「路径」这件事。串联只有一条路，任何一处断开，整条路就没了；并联有两条路，断掉一条，另一条照走不误。这条差别不是记忆点，是可以推出来的：先看清有几条路，剩下的结论都跟着出来。

生活里的串联和并联

• 家里的电灯是并联的。关掉客厅的灯，卧室的灯不受影响，而且每一盏都拿到 220 V。要是串联，关一盏全屋黑，还每盏都不够亮。
• 开关和它控制的灯是串联的。开关必须在灯这条路上，断开它才能切断这条路。
• 老式圣诞小彩灯是串联的，所以坏一只整串都不亮，得一只一只试过去。新式的多半改成了并联或分段串联，就是为了避开这个毛病。
• 电池盒里的几节电池是串联的，为的是把电压加起来：两节 1.5 V 串联得到 3 V。
• 楼道里的应急照明、路灯都是并联，坏一盏不影响其他，检修也能单独断一路。

五个最容易搞错的地方

• 「并联的灯更亮，所以并联更费电。」前半句对，后半句的因果讲反了。并联灯更亮，是因为每只灯都拿到了完整电压、通过的电流更大，功率更大——费电是「更亮」的结果，不是原因。同样两只灯，并联时电池确实撑不了多久。
• 看见导线有分叉就判定是并联。要看的不是导线的形状，是用电器的两端是不是接在同样的两个点上。有的接法把导线绕得很复杂，但顺着电流走一遍只有一条路，那还是串联。判断的办法只有一个：从电源正极出发用手指走一遍，看走到负极有没有岔路口。
• 「串联时靠近正极的灯更亮。」不会。串联电路里电流处处相等，两只规格相同的灯亮度一样。学生会有这个直觉，是因为把电流想成了「会被前面的灯用掉一些」的水流。电流不会被消耗掉，被消耗的是电能。
• 把电流表并联在灯的两端。电流表必须串在被测的那条路上，它的电阻极小；一旦并联在灯两端，等于给灯搭了一条几乎没有电阻的近路，会造成短路，指针猛打、电表可能损坏。电压表才是并联在两端的。
• 「两只灯并联，每只都比单独接时暗一点。」理论上两只灯各自拿到的电压不变，亮度也不变。实际做会略暗一点点，那是因为干电池自己有内阻，电流大了以后内部分掉的电压变多。这个现象值得跟学生提一句，但别让它盖过主结论。

给老师和家长的组织建议

• 课时与分组：35 分钟，两人一组。一组器材：电池盒、两灯两座、开关、导线 8 根。
• 动手前先说清楚：不许拿导线直接连电池两极；改接线一律先断开关。
• 器材上的准备：提前用同一批灯泡，规格不一致会让「两只一样亮」这个关键现象糊掉。

最容易被跳过的一步。「拧下一只灯」这一步经常被当成花絮跳过去，其实它是整节课最有说服力的证据，比亮度对比更硬——亮度是连续的、可以争辩的，灯灭没灭是二值的，没得争。两种接法都要拧一次，让学生自己把结果说出来。

怎么判断真的懂了。给一张没见过的电路图，学生能指出哪些用电器串联、哪些并联，并说出判断依据是「电流有没有分叉」，而不是「图上看起来像」。再问一句「拧下这只灯，那只会怎样」，答得对就说明路径的概念立住了。

拓展一下

• 在模拟里把两只灯换成一亮一暗（规格不同），再看串联和并联时的表现。串联时暗的那只反而分到更多电压，这是很多学生想不到的。
• 用三只灯试试：三只串联会更暗多少？三只并联，电池撑多久？（后一个可以真的做，记录电池撑到几分钟。）
• 做一个「断路侦探」小游戏。让同伴趁你不看时，在串联电路里悄悄弄松一个接头，你只能用一根导线做「跨接」去找出断在哪一段：把导线并在某一段两端，如果灯亮了，故障就在这一段。这正是电工排查断路的办法。
• 想一想红绿灯该怎么接。路口的红、黄、绿三只灯，是串联还是并联？为什么？（并联。要单独点亮任意一只，还要保证坏一只不影响其他。）
• 把开关从灯的前面挪到灯的后面，再合上。灯还亮吗？这个小改动能帮学生看清「串联的顺序不影响结果」——只要还在同一条路上，元件的先后位置无关紧要。

当学生拿到一张陌生的电路图，第一反应是用手指沿着电流走一遍、数有几条路，这个实验就做到位了。